發(fā)布時(shí)間：2020-07-16 01:09

【摘要】：滾動(dòng)軸承是旋轉(zhuǎn)機(jī)械中不可缺少的部件之一,其主要作用為支撐機(jī)械旋轉(zhuǎn)體,降低旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中的摩擦系數(shù),并且保證其回轉(zhuǎn)精度。然而在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中,由于初始裝配不當(dāng),制造不精確或者潤(rùn)滑不充分等原因,滾動(dòng)軸承的缺陷和磨損是不可避免的。如何對(duì)滾動(dòng)軸承可能發(fā)生的故障和剩余的使用壽命進(jìn)行準(zhǔn)確識(shí)別這一話題,幾十年來(lái)吸引了國(guó)內(nèi)外的大量學(xué)者對(duì)其進(jìn)行研究,由于發(fā)生缺陷或損傷部分影響旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)其它部件并產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的振幅調(diào)制振動(dòng),因此包絡(luò)分析和解調(diào)技術(shù)被廣泛應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)機(jī)械的故障診斷。然而在實(shí)際的工況中,單一通道的數(shù)據(jù)并不能全面反映信號(hào)的特征,全矢譜技術(shù)采用同源雙通道信息融合技術(shù),可以更加全面的顯示出旋轉(zhuǎn)設(shè)備振動(dòng)的特征信息,有效避免了單通道數(shù)據(jù)不能全面反映振動(dòng)信息的缺點(diǎn)。為了克服EMD算法的模態(tài)混疊問(wèn)題,以EMD算法為基礎(chǔ),研究發(fā)展出EEMD算法,并在處理信號(hào)噪聲方向得到廣泛的應(yīng)用。綜上所述,根據(jù)EEMD算法與全矢譜技術(shù)各自的優(yōu)勢(shì),提出了一種EEMD與全矢譜結(jié)合來(lái)提取故障特征信息,并且利用HMM進(jìn)行滾動(dòng)軸承故障識(shí)別的新方法,并利用取得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了該方法的有效性。工況是指設(shè)備運(yùn)行時(shí)所處的操作條件,環(huán)境條件等。在實(shí)際的運(yùn)行情況中,不同的同種設(shè)備不可能處于完全相同的工作環(huán)境,然而不同的工作環(huán)境和機(jī)器的運(yùn)行狀態(tài)會(huì)對(duì)設(shè)備的磨損退化狀態(tài)有著顯著的影響。針對(duì)不同信號(hào)特征指標(biāo)對(duì)滾動(dòng)軸承剩余壽命反映能力的不同,本文對(duì)軸承的振動(dòng)信號(hào)用全矢譜方法和全矢EEMD方法進(jìn)行融合重構(gòu),對(duì)可以反映故障退化情況的幾種典型的退化指標(biāo)進(jìn)行分析比較,選出相關(guān)性較高的若干個(gè)指標(biāo),然后采用KPCA融合算法,選取其最大似然估計(jì)值較大的融合后的值(一般為第一核主成分)來(lái)作為滾動(dòng)軸承壽命的退化指標(biāo),解決了單個(gè)退化指標(biāo)不能完全反映軸承壽命退化特征的問(wèn)題。利用文中提出的軸承退化指標(biāo)提取方法來(lái)獲得建立不同轉(zhuǎn)速下滾動(dòng)軸承的壽命模型,最后用支持向量機(jī)分類方法對(duì)滾動(dòng)軸承剩余使用壽命進(jìn)行預(yù)測(cè),實(shí)現(xiàn)了對(duì)不同轉(zhuǎn)速下滾動(dòng)軸承剩余壽命的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TH133.33
【圖文】：

不完整等問(wèn)題，在分析頻率分辨率還是存在一些缺陷。2.1 二維全息譜流程圖2.2.2 全頻譜1993 年位于美國(guó)的 Bently 公司提出了全頻譜同源信息融合技術(shù)。和全息譜不同的是，全頻譜把轉(zhuǎn)子振動(dòng)不同階諧波頻率內(nèi)的軸心渦動(dòng)估計(jì)分別分解為正反進(jìn)動(dòng)圓。在全頻譜理論中，頻譜圖的橫坐標(biāo)正向代表著渦動(dòng)的正進(jìn)動(dòng)頻率，反向代表著渦動(dòng)的反進(jìn)動(dòng)頻率。全頻譜的優(yōu)勢(shì)在于原始信號(hào)經(jīng)過(guò)全頻譜方法處理后可以得到振動(dòng)矢量信號(hào)的進(jìn)動(dòng)方向，軸心軌跡的橢圓度等一些常規(guī)的信號(hào)分析方法無(wú)法直接得到的振動(dòng)信息，這一點(diǎn)在處理單項(xiàng)徑向載荷，軸承裂紋故障，質(zhì)量不平衡，動(dòng)靜碰磨損等軸承故障時(shí)有著重要的作用。

圖 2.4 軸心渦動(dòng)軌跡理論涉及的參數(shù)有以下幾種：把諧波渦動(dòng)軌跡的橢圓長(zhǎng)半軸定LR ，渦動(dòng)軌跡的短半軸定義為振動(dòng)的副振矢SR ;渦動(dòng)軌跡和水的夾角定義為主振矢角 ，軸心沿著渦動(dòng)軌跡旋轉(zhuǎn)時(shí)的相位角譜理論知識(shí)可以求得這些參數(shù)之間的關(guān)系，由以下關(guān)系式表 ckskskckckskckskckckskskckskckskckskckskckckskskckskckskckskckskckckskskyyxxyyxyxyxxyyxxyyxyxyxxyyxxyyxyxy2414122222122222222221222222222動(dòng)力學(xué)理論知識(shí)可得，轉(zhuǎn)子的各階渦動(dòng)軌跡在理想狀態(tài)下為進(jìn)動(dòng)圓和一個(gè)反進(jìn)動(dòng)圓來(lái)表示。如下圖 2.5 所示。

2 信息融合技術(shù)及其基本理論析，并和利用全矢譜融合后的兩個(gè)方向上的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行對(duì)比分析可得下圖 2.7。由對(duì)比圖我們可以清晰的分析出以下結(jié)論；X 方向由于承擔(dān)負(fù)載，故其的振動(dòng)信號(hào)在中頻段和高頻段與利用全矢譜融合后的幅頻圖相對(duì)應(yīng)頻段上的幅頻成分相似，但是 Y 方向所反映的振動(dòng)信息在中頻段和高頻段明顯低于滾動(dòng)軸承的實(shí)際振動(dòng)幅值；但是 X 方向在低頻率段沒(méi)有 Y 方向反應(yīng)靈敏。

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